打造数字孪生城市的探索与实践（1）雄安新区建设全要素数字孪生之城

当前，交通堵塞、环境污染、公共服务短缺等问题困扰着城市的发展。建立一个与物理城市并行的孪生虚拟城市，将城市建设规划、管理模式等在虚拟世界进行仿生，将会大大提升城市运行效率，减少资源浪费，有助于打造更具韧性的城市。数字孪生城市即是这样一种面向未来、推动城市可持续发展的城市规划建设新模式。根据中国信息通信研究院的描述，数字孪生城市是通过数字化虚拟的构建，将城市的物理空间映射到数字空间，通过模拟、监控、诊断、预测和控制，实现城市物理维度和数字维度的同步运行、虚实互动的城市发展形态。该模式有助于促进城市降本增效，提高城市活力；改善居民生活，提升城市包容性；不断优化生态环境，提高城市韧性。

河北雄安新区是中国首个提出建设数字孪生城市的地区。投入建设5年来，雄安新区基于城市信息模型的全城智慧化，在数字孪生平台上把城市各专业数据进行了集成，达到“规划一张图、建设监管一张网、城市治理一盘棋”的新格局。

1. 以块数据平台为底座，从源头打破数据壁垒

块数据平台是一个基于大数据技术和新一代人工智能技术的开放式智能城市大数据平台，是雄安新区城市大数据资源中心的实际载体。作为数字孪生城市的数字底座，块数据平台能够助力雄安新区实现全量多模态数据的实时汇聚、融合、应用。未来的雄安新区，政务、安全、交通、医疗、物流等各领域的应用系统都将生长在块数据平台之上，最终实现整个新区的全要素数字化和孪生化，让新区24小时的运行状态呈现实时化和规律化。

2. 依托BIM（建筑信息模型），实现数字建筑与实体建筑同时规划建设，虚实互动。

雄安新区运用BIM平台，先在三维空间进行建筑虚拟建造，让设计更合理；之后运用人工智能、物联网等技术管控施工的全流程。以BIM模型为载体，全面融合工程项目各类信息，提前预判项目实施过程中会给周边环境带来的空间的影响和对城市公共资源的占用，提前对项目施工阶段进行审核和管控。以雄安商务服务中心建设为例，其孪生的数字建筑已经生成，给排水、智能感应等系统在上面先进行模拟优化实验，再通过各部门在线多方协同会审，确保方案能精准节能地落地到物理空间。

3. 依托CIM（城市信息模型），建立起三维城市空间模型和城市信息的有机综合体

CIM是践行“同步规划同步建设数字雄安，努力打造智能新区”的重要工程，构建了物理城市与数字城市的精准映射。在规划阶段，运用CIM技术预览规划成果，优化城市空间布局， 在建设阶段进行建设施工场景可视化、工程量计算、项目进度质量管理等，显著提升建设过程精细化监管效能。在运维阶段可以消除各系统信息孤岛，实时监控运行态势，可视化应急指挥，保障城市正常运行。CIM将数据颗粒度细化到城市单体建筑物内部的一个部件，将传统静态的数字城市升级为可感知、动态在线、虚实交互的数字孪生城市。在数字雄安CIM平台中，能够同步生成一栋同样的数字大楼，现实中哪怕更换一个路灯，数字城市里都能显示出来。当前雄安CIM平台已对接智慧征拆迁、智慧电网、智慧运营、智慧园林、智慧水务、智慧建管等众多系统，汇聚多方数据，为城市规划、建设、管理提供大数据支撑。

参考文献：

1. 数字孪生城市：框架与全球实践报告[EB/OL].[2022-04-20].https://www3.weforum.org/docs/WEF_Global_Digital_Twin_Cities_Framework_and_Practice_2022_CN.pdf.

2.“数字雄安”雏形已现 智慧城市迈向数字孪生新阶段[EB/OL].[2022-04-04].http://www.21jingji.com/article/20220404/herald/d1ab01527dc04ac6e567afee555bdb70.html.

3. 雄安新区已进入大规模建设阶段，BIM和CIM技术的应用是其中的亮点[EB/OL].[2022-05-01].https://www.csjjx.com/cssj/28287.html.